钢筋混凝土梁剪跨区剪切变形的计算理论及试验研究
发布时间：2021-06-07 01:34
钢筋混凝土（RC）梁的挠度是混凝土结构设计中一个需要控制的重要指标。当RC梁剪跨区出现斜裂缝后,其剪切刚度会显著退化,剪切变形迅速增大。目前国内外主要混凝土结构设计规范均未给出斜裂缝出现后剪切变形的计算方法。在设计时忽略剪切变形的影响可能会使设计偏于不安全。斜裂缝出现后,RC梁剪跨区的剪切变形机制与弹性阶段相比,发生了显著变化。目前,对斜裂缝出现后RC梁剪切变形的发展机制、影响因素和计算方法等方面的研究仍存在一些问题亟待解决。本文从试验、数值模拟和理论计算方法三方面对RC梁剪跨区的剪切变形进行了系统研究。试验中,采用数字图像相关（Digital Image Correlation,简称DIC）技术对5根RC薄腹梁的变形场进行了测量,实现了剪切变形与弯曲变形的分离,并研究了配箍率、受拉纵筋配筋率、箍筋间距、腹板宽度和弯矩-剪力比对斜裂缝出现后RC梁剪切变形的影响。基于试验结果,对现有理论计算方法和商用有限元软件Abaqus内置的混凝土塑性损伤（Concrete Damaged Plasticity,简称CDP）模型进行了评价。考虑到现有理论计算方法和数值模型存在的不足,基于Abaqus提...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
斜裂缝出现后混凝土单元的剪切变形
完全展开后（即假定斜裂缝间混凝土没有拉力杆和混凝土压杆组成的承重体系只承受轴向应度构成。若将斜裂缝出现后的受力体系比作桁曲率），斜腹杆和竖向腹杆的变形构成剪切变形剪切变形的示意图。
图 1-9 RC 梁在弯剪作用下的二维受力状态示意图正交各向异性理论的混凝土模型因其计算效率高、公式简单且易于通过泛应用于混凝土结构的模拟和分析中。该类模型根据开裂后裂缝方向是动裂缝模型和固定裂缝模型[1-53]。对于转动裂缝模型，假定开裂后裂缝方变方向保持一致。对于固定裂缝模型，假定开裂后裂缝方向不发生变化，方向一致。早期的基于正交各向异性理论的混凝土模型主要用于素混凝土1-54]采用固定弥散裂缝模型分析了素混凝土的 I 型和混合型断裂问题。在土受压为弹性，并采用基于断裂带理论[1-55]（Crack Band Theory）的受拉软凝土的受拉性能。对于开裂后裂缝面的剪切刚度，采用常数剪切折减系数假定裂缝面剪切刚度为弹性剪切刚度乘以一固定折减系数）。分析结果表明缝模型可以较好地分析素混凝土的 I 型及混合型断裂问题；（2）受拉软化数的选取会影响模拟结果；（3）当网格较细时，模拟结果可有效反映试验中的现象。Rots[1-53]采用转动裂缝模型与固定裂缝模型对素混凝土的混合型拟。计算结果表明，使用固定裂缝模型时，若采用较高的剪切折减系数，度的情况，而转动裂缝模型则不会发生这种情况。Crisfield[1-56]也得出了类研究主要是针对素混凝土开裂及破坏行为的模拟。为了更好地评价有限元件二维应力状态方面的准确性，为有限元模型的改进提供试验依据，多伦[1-28, 29, 52, 58, 59, 60, 61, 62, 63]
【参考文献】：
期刊论文
[1]有腹筋混凝土梁的剪切刚度分析模型[J]. 郑开启,刘钊,秦顺全,周满. 力学学报. 2016(05)
[2]腹板斜向开裂混凝土梁桥的剪切刚度评估方法[J]. 郑开启,刘钊,张宇峰,秦顺全. 桥梁建设. 2015(04)
[3]考虑腹板斜裂缝的钢筋混凝土梁剪切变形测试分析[J]. 史国刚,赵桉,刘钊. 长安大学学报(自然科学版). 2015(04)
[4]带斜裂缝变截面混凝土梁剪切变形试验研究[J]. 郑开启,刘钊,史国刚,张宇峰,孟少平. 土木工程学报. 2015(S1)
[5]转动裂缝模型在钢筋混凝土构件非线性剪切分析中的应用[J]. 周萌,聂建国. 建筑结构学报. 2014(03)
[6]基于修正压力场模型的膜单元的开发及其在组合结构中的应用[J]. 聂建国,周萌. 土木工程学报. 2013(09)
[7]ABAQUS中混凝土本构模型用于模拟结构静力行为的比较研究[J]. 聂建国,王宇航. 工程力学. 2013(04)
[8]基于ABAQUS的钢-混凝土组合结构纤维梁模型的开发及应用[J]. 聂建国,王宇航. 工程力学. 2012(01)
[9]采用纤维梁单元分析钢-混凝土组合结构地震反应的应用[J]. 聂建国,陶慕轩. 建筑结构学报. 2011(10)
[10]采用纤维梁单元分析钢-混凝土组合结构地震反应的原理[J]. 聂建国,陶慕轩. 建筑结构学报. 2011(10)
硕士论文
[1]影响P.C刚构桥下挠的因素及对策研究[D]. 冯瑞胜.重庆交通大学 2010
本文编号：3215571
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
斜裂缝出现后混凝土单元的剪切变形
完全展开后（即假定斜裂缝间混凝土没有拉力杆和混凝土压杆组成的承重体系只承受轴向应度构成。若将斜裂缝出现后的受力体系比作桁曲率），斜腹杆和竖向腹杆的变形构成剪切变形剪切变形的示意图。
图 1-9 RC 梁在弯剪作用下的二维受力状态示意图正交各向异性理论的混凝土模型因其计算效率高、公式简单且易于通过泛应用于混凝土结构的模拟和分析中。该类模型根据开裂后裂缝方向是动裂缝模型和固定裂缝模型[1-53]。对于转动裂缝模型，假定开裂后裂缝方变方向保持一致。对于固定裂缝模型，假定开裂后裂缝方向不发生变化，方向一致。早期的基于正交各向异性理论的混凝土模型主要用于素混凝土1-54]采用固定弥散裂缝模型分析了素混凝土的 I 型和混合型断裂问题。在土受压为弹性，并采用基于断裂带理论[1-55]（Crack Band Theory）的受拉软凝土的受拉性能。对于开裂后裂缝面的剪切刚度，采用常数剪切折减系数假定裂缝面剪切刚度为弹性剪切刚度乘以一固定折减系数）。分析结果表明缝模型可以较好地分析素混凝土的 I 型及混合型断裂问题；（2）受拉软化数的选取会影响模拟结果；（3）当网格较细时，模拟结果可有效反映试验中的现象。Rots[1-53]采用转动裂缝模型与固定裂缝模型对素混凝土的混合型拟。计算结果表明，使用固定裂缝模型时，若采用较高的剪切折减系数，度的情况，而转动裂缝模型则不会发生这种情况。Crisfield[1-56]也得出了类研究主要是针对素混凝土开裂及破坏行为的模拟。为了更好地评价有限元件二维应力状态方面的准确性，为有限元模型的改进提供试验依据，多伦[1-28, 29, 52, 58, 59, 60, 61, 62, 63]
【参考文献】：
期刊论文
[1]有腹筋混凝土梁的剪切刚度分析模型[J]. 郑开启,刘钊,秦顺全,周满. 力学学报. 2016(05)
[2]腹板斜向开裂混凝土梁桥的剪切刚度评估方法[J]. 郑开启,刘钊,张宇峰,秦顺全. 桥梁建设. 2015(04)
[3]考虑腹板斜裂缝的钢筋混凝土梁剪切变形测试分析[J]. 史国刚,赵桉,刘钊. 长安大学学报(自然科学版). 2015(04)
[4]带斜裂缝变截面混凝土梁剪切变形试验研究[J]. 郑开启,刘钊,史国刚,张宇峰,孟少平. 土木工程学报. 2015(S1)
[5]转动裂缝模型在钢筋混凝土构件非线性剪切分析中的应用[J]. 周萌,聂建国. 建筑结构学报. 2014(03)
[6]基于修正压力场模型的膜单元的开发及其在组合结构中的应用[J]. 聂建国,周萌. 土木工程学报. 2013(09)
[7]ABAQUS中混凝土本构模型用于模拟结构静力行为的比较研究[J]. 聂建国,王宇航. 工程力学. 2013(04)
[8]基于ABAQUS的钢-混凝土组合结构纤维梁模型的开发及应用[J]. 聂建国,王宇航. 工程力学. 2012(01)
[9]采用纤维梁单元分析钢-混凝土组合结构地震反应的应用[J]. 聂建国,陶慕轩. 建筑结构学报. 2011(10)
[10]采用纤维梁单元分析钢-混凝土组合结构地震反应的原理[J]. 聂建国,陶慕轩. 建筑结构学报. 2011(10)
硕士论文
[1]影响P.C刚构桥下挠的因素及对策研究[D]. 冯瑞胜.重庆交通大学 2010
本文编号：3215571
本文链接：https://www.wllwen.com/jianzhugongchenglunwen/3215571.html
